Wie füge ich Gruppenbeschriftungen zu Matplotlib-Balkendiagrammen hinzu?

Hinzufügen von Gruppenbezeichnungen zu Balkendiagrammen

Beim Plotten von Daten in Form eines Balkendiagramms mit Matplotlib ist es oft wünschenswert, zwischen verschiedenen Datengruppen zu unterscheiden. Die Datenstruktur könnte wie folgt aussehen:

data = {'Room A':
           {'Shelf 1':
               {'Milk': 10,
                'Water': 20},
            'Shelf 2':
               {'Sugar': 5,
                'Honey': 6}
           },
        'Room B':
           {'Shelf 1':
               {'Wheat': 4,
                'Corn': 7},
            'Shelf 2':
               {'Chicken': 2,
                'Cow': 1}
           }
       }

Die gewünschte Ausgabe, dargestellt als Bild, ist:

[Bild zeigt Balkendiagramm mit beschrifteten Gruppen]

Implementierung Gruppenbezeichnungen

Da es in Matplotlib keine integrierte Lösung zum Hinzufügen von Gruppenbezeichnungen gibt, kann eine benutzerdefinierte Implementierung erfolgen entwickelt:

#!/usr/bin/env python

from matplotlib import pyplot as plt

def mk_groups(data):
    try:
        newdata = data.items()
    except:
        return

    thisgroup = []
    groups = []
    for key, value in newdata:
        newgroups = mk_groups(value)
        if newgroups is None:
            thisgroup.append((key, value))
        else:
            thisgroup.append((key, len(newgroups[-1])))
            if groups:
                groups = [g + n for n, g in zip(newgroups, groups)]
            else:
                groups = newgroups
    return [thisgroup] + groups

def add_line(ax, xpos, ypos):
    line = plt.Line2D([xpos, xpos], [ypos + .1, ypos],
                      transform=ax.transAxes, color='black')
    line.set_clip_on(False)
    ax.add_line(line)

def label_group_bar(ax, data):
    groups = mk_groups(data)
    xy = groups.pop()
    x, y = zip(*xy)
    ly = len(y)
    xticks = range(1, ly + 1)

    ax.bar(xticks, y, align='center')
    ax.set_xticks(xticks)
    ax.set_xticklabels(x)
    ax.set_xlim(.5, ly + .5)
    ax.yaxis.grid(True)

    scale = 1. / ly
    for pos in xrange(ly + 1):  # change xrange to range for python3
        add_line(ax, pos * scale, -.1)
    ypos = -.2
    while groups:
        group = groups.pop()
        pos = 0
        for label, rpos in group:
            lxpos = (pos + .5 * rpos) * scale
            ax.text(lxpos, ypos, label, ha='center', transform=ax.transAxes)
            add_line(ax, pos * scale, ypos)
            pos += rpos
        add_line(ax, pos * scale, ypos)
        ypos -= .1

if __name__ == '__main__':
    data = {'Room A':
               {'Shelf 1':
                   {'Milk': 10,
                    'Water': 20},
                'Shelf 2':
                   {'Sugar': 5,
                    'Honey': 6}
               },
            'Room B':
               {'Shelf 1':
                   {'Wheat': 4,
                    'Corn': 7},
                'Shelf 2':
                   {'Chicken': 2,
                    'Cow': 1}
               }
           }
    fig = plt.figure()
    ax = fig.add_subplot(1,1,1)
    label_group_bar(ax, data)
    fig.subplots_adjust(bottom=0.3)
    fig.savefig('label_group_bar_example.png')

Die Funktion mk_groups wandelt die Daten in ein geeignetes Format zur Erstellung des Diagramms um. add_line ist dafür verantwortlich, an bestimmten Positionen vertikale Linien zum Nebenplot hinzuzufügen. Die Funktion label_group_bar generiert das Balkendiagramm mit den Gruppenbeschriftungen darunter.

Das Ergebnis dieser Implementierung ist ein Balkendiagramm mit klar beschrifteten Gruppen:

[Bild zeigt Balkendiagramm mit beschrifteten Gruppen]

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